本發(fā)明涉及一種制造物品的方法，尤其是制造這樣一種物品的方法：該物品由一系列層的構(gòu)造材料構(gòu)造，每個層的區(qū)域通過將粘結(jié)劑沉積到每層上而被選擇地粘結(jié)。本發(fā)明還涉及使用這種方法的制造設備、以及用于處理控制這種設備的物品數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理方法、實施用于執(zhí)行這種方法的程序指令的數(shù)據(jù)載體、和用于實施這些方法的數(shù)據(jù)處理設備。

背景技術(shù)：

三維打印是一類添加式制造技術(shù)，其中連續(xù)層的材料沉積到造型區(qū)域中，每層的部分被接合在一起，從而通過連續(xù)層的接合部分構(gòu)造希望的物品。

一項三維打印技術(shù)使用的方法是連續(xù)層的例如粉末的粒狀材料從經(jīng)過造型區(qū)域的打印頭沉積到造型區(qū)域中。為了將造型材料的區(qū)域選擇性地粘結(jié)在一起，液體粘結(jié)劑從打印頭使用類似于噴墨打印的技術(shù)噴射到粒狀材料上。粉末的沉積層足夠薄到使得當被沉積的接續(xù)層的粒狀材料具有使用液體粘結(jié)劑粘結(jié)在一起的選擇區(qū)域時，每層的粘結(jié)部分形成延伸穿過所述層的連續(xù)的三維結(jié)構(gòu)。

所述粘結(jié)劑經(jīng)由時間可以凝固或固化，例如在風干粘著劑的情形中通過與空氣接觸，由此將粒狀材料的顆粒粘結(jié)在一起?？商鎿Q地，用于每層的粘結(jié)劑可能需要固化，例如在紫外線可固化的粘著劑情形中使用紫外線。

為了使3d打印方法與包括傳統(tǒng)的減法式制造方法的其它制造方法相比具有競爭力，3d打印必須能夠高精度地制造物品，特別地，必須能夠高度精確且小容差地再現(xiàn)企圖制造的設計。

因此，對制造物品的方法、相關(guān)設備和數(shù)據(jù)處理設備及數(shù)據(jù)處理方法存在需求，使物品能夠高質(zhì)量地進行制造，特別地，以高度精確地再現(xiàn)意圖的設計的方式進行制造。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種制造物品的方法。所述方法包括將第一層構(gòu)造材料沉積在造型平臺上。所述方法包括將粘結(jié)劑沉積到所述第一層構(gòu)造材料上以將所述第一層的至少一個區(qū)域粘結(jié)在一起，形成支撐層。所述方法包括將第二層構(gòu)造材料沉積在所述支撐層上以形成分隔層。所述方法包括將第三層構(gòu)造材料沉積在所述分隔層上。所述方法包括將粘結(jié)劑選擇性地沉積到所述第三層上以將所述第三層的一個或多個區(qū)域粘結(jié)在一起，形成所述物品的第一層。

在一個實施方式中，所述第一層的粘結(jié)在一起的區(qū)域包括被布置在所述物品的第一層正下方的區(qū)域。

在一個實施方式中，所述第一層的粘結(jié)在一起的區(qū)域包括基本上整個所述第一層。

在一個實施方式中，所述區(qū)域包括帶孔口部分、網(wǎng)格部分或者格柵部分中的一個，在這些部分中形成有孔口。

在一個實施方式中，所述區(qū)域是連續(xù)的。

在一個實施方式中，所述分隔層具有的厚度使得來自所述第三層的粘結(jié)劑不能滲透到所述支撐層。

在一個實施方式中，所述支撐層的粘結(jié)劑與所述物品層的粘結(jié)劑不同。

在一個實施方式中，在所述第一層被沉積之前，一分隔層沉積到所述支撐平臺上。

在一個實施方式中，所述粘結(jié)劑沉積到所述第一層以與所述粘結(jié)劑沉積到所述第三層不同的空間分辨率進行。

在一個實施方式中，沉積構(gòu)造材料的更多又一層，并且粘結(jié)劑選擇性地沉積到每個又一層上以將每個又一層的一個或多個區(qū)域粘結(jié)在一起，形成所述物品的接續(xù)層。

在一個實施方式中，所述構(gòu)造材料包括金屬粉末和/或陶瓷粉末。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種處理物品數(shù)據(jù)的方法。所述方法包括獲取表示物品的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。所述方法包括生成表示在制造物品的過程中將被設置在所述物品下面的支撐層的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。所述方法包括組合所述表示物品的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和所述表示支撐層的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)以形成表示被布置在所述支撐層上方的所述物品的結(jié)構(gòu)的組合數(shù)據(jù)。所述方法包括輸出所述組合數(shù)據(jù)。

在一個實施方式中，所述方法包括確定在制造物品過程中將被設置在物品下面的支撐層的平面中的空間范圍(extent)。在所述實施方式中，基于所確定的空間范圍生成表示支撐層的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供一種承載程序指令的數(shù)據(jù)載體，其中所述程序指令被配置成控制數(shù)據(jù)處理設備以執(zhí)行根據(jù)第二方面的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供一種用于處理物品數(shù)據(jù)的設備。所述設備包括獲取單元，所述獲取單元能夠操作以獲取表示物品的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。所述設備包括生成單元，所述生成單元能夠操作以生成表示在制造物品過程中被設置在物品下面的支撐層的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。所述設備還包括組合單元，所述組合單元能夠操作以組合所述表示物品的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和所述表示支撐層的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)以形成表示被布置在所述支撐層上方的所述物品的結(jié)構(gòu)的組合數(shù)據(jù)。所述設備包括輸出單元，所述輸出單元能夠操作以輸出所述組合數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明提供一種添加式制造設備。所述設備包括支撐表面。所述設備包括構(gòu)造材料沉積單元，所述構(gòu)造材料沉積單元被布置成沿橫過所述支撐表面的至少第一方向相對移動，用于將構(gòu)造材料以多層遞增地沉積在所述支撐表面上。所述設備包括粘結(jié)單元，所述粘結(jié)單元被布置成沿橫過所述支撐表面的至少第一方向相對移動，用于將粘結(jié)劑選擇性地沉積到每個已沉積的層上的位置。所述設備被配置成執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明和顯示如何實施本發(fā)明，僅以示例的方式參閱附圖，其中：

圖1至6示出在示意性制造設備中本發(fā)明一個實施方式的步驟；

圖7示出在示意性制造設備中本發(fā)明替換實施方式的狀態(tài)；

圖8示出在示意性制造設備中本發(fā)明替換實施方式的狀態(tài)；

圖9示出在示意性制造設備中本發(fā)明替換實施方式的狀態(tài)；

圖10示出相對于制造的物品，支撐層的粘結(jié)區(qū)域的第一示意性范圍；

圖11示出相對于制造的物品，支撐層的粘結(jié)區(qū)域的第二示意性范圍；

圖12示出具有形成于其中的孔口的支撐層的粘結(jié)區(qū)域；

圖13示出作為數(shù)據(jù)處理方法的本發(fā)明實施方式；和

圖14示出作為數(shù)據(jù)處理設備的本發(fā)明實施方式。

具體實施方式

本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)，其中物品由一系列連續(xù)沉積的層構(gòu)成，所述層的各部分不僅在所述層內(nèi)而且與下層的部分接合在一起。特別地，本發(fā)明涉及粉末床和噴墨頭3d打印，其中粘結(jié)劑從掃描噴墨頭選擇性地噴射到粒狀構(gòu)造材料的粉末層上。

圖1示出粉末床和噴墨頭3d打印設備10的示意圖。3d打印設備10具有打印工作臺11，在打印工作臺11的上部表面中形成井12。在井12內(nèi)形成可移位的平臺13，可移位的平臺13被布置成可在井12內(nèi)沿第一方向z移位，其中第一方向z在圖1的構(gòu)型中垂直于工作臺11的表面平面。平臺13由可回縮的支撐件14a和14b支撐，可回縮的支撐件14a和14b能夠以受控的方式回縮以引起平臺13下降到井12中?？苫乜s的支撐件14a、14b可以例如設有帶齒部，所述帶齒部使支撐件14a和14b能夠以齒條-齒輪傳動的方式通過相配合的帶齒的輪的操作以受控的方式回縮?？商鎿Q地，可回縮的支撐件14a和14b可以以液壓方式回縮或者通過可獲得的一些其它手段回縮。

設備10還包括打印頭15，打印頭15被布置成沿第一方向x橫過井12的上方，同時當它平移時被支撐在所述井的上方。在圖1的實施方式中，打印頭15被支撐在軌道16上，打印頭15被布置成沿著軌道16移動。打印頭15可以通過例如傳動帶、傳動螺桿、內(nèi)部驅(qū)動馬達或者任何其它適當?shù)难b置，以往復運動的方式在井12之上移動。重要的是，打印頭15能夠沿x方向橫過井12的整個范圍。

必須注意的是，盡管圖1的示例描繪了橫截面中的xz平面，但井12具有沿垂直于x和z方向的第三方向y延伸的范圍并且例如延伸出紙面。工作臺11、井12和平臺13也具有沿著這個方向的范圍，但對沿這個方向的形狀或尺寸沒有具體限制。例如，當沿z方向觀察時，井12在平面圖中能夠具有矩形形狀，但也能夠具有其它形狀，包括多邊形或圓形。井12的橫截面在z方向上不改變范圍，而平臺13具有的平面圖使得與平臺13相對于其移動的井12的豎直壁成緊配合。因此，在工作臺11的表面下方在井12的豎直壁和平臺13之間存在一體積，粉末能夠被分配到這個體積中，從而在井12的側(cè)部和平臺13的邊緣之間基本上沒有粉末泄露。平臺13可以在每個邊緣設有密封件，例如彈性刮件，以允許設置這種密封件。

打印頭15還具有沿y方向的范圍，從而打印頭15能夠跨過井12的整個x-y橫截面的范圍。這能夠通過設置沿y方向延伸所述井的整個長度的打印頭15實現(xiàn)?？商鎿Q地，這能夠通過設置這樣的打印頭實現(xiàn)：所述打印頭的一個或多個部件布置成沿y方向往復運動以便以柵格的方式掃描所述井的表面，從而當所述打印頭沿x方向連續(xù)地或分步地橫過所述井時，所述打印頭的沿y方向掃描的部件穿過所述井的每個點。

打印頭15包括粉末分配器15a，粉末分配器15a適于在打印頭15橫過所述井時分配一層粉末到井12中。在當前實施方式中，粉末分配器15a可以具有沿y方向延伸井12的整個寬度的分配孔，從而當打印頭15橫過井12時，可以從所述孔分配整層粉末。在替換的配置中，粉末分配器15a可以形成為掃描部件，所述掃描部件沿y方向分配接續(xù)行的粉末，并且這些行沿x方向順序布置。打印頭15適于在打印頭15沿x方向橫過井12時沿y方向選擇性分配粘結(jié)劑到特殊的位置。

所描述的構(gòu)型共用于本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)的粉末床和噴墨頭3d打印機。

在圖1的構(gòu)型中，粘結(jié)劑分配器15b能夠設置為掃描噴墨頭，所述掃描噴墨頭能夠操作以在所述打印頭沿x方向前進之前，沿y方向在單行中的預定位置沉積粘結(jié)劑滴，從而粘結(jié)劑分配器15b能夠在接續(xù)行上的位置選擇性地沉積粘結(jié)劑?？商鎿Q地，粘結(jié)劑分配器15b可以包括沿y方向延伸的單個噴墨頭，沿y方向延伸井12的整個范圍，并具有沿至少y方向布置成一行的多個孔，從而通過啟動粘結(jié)劑分配器15b的各個孔，同時打印頭15沿x方向平移跨過井12，粘結(jié)劑可以沉積到所述井的x-y平面中的選定位置。這些方法的組合也是可能的，其中所述粘合劑分配器可以布置成沿y方向平移，但也可以包括沿至少y方向布置的多個孔。所述孔還可以沿x方向布置為例如成傾斜的線性矩陣，例如以便實現(xiàn)所述孔之間沿y方向更接近的間距。

打印頭15可以附加地包括一個或多個平滑裝置，例如刮刀或者平滑輥，所述平滑裝置布置在打印頭15上并且當打印頭15橫過井12時，適于使被分配的粉末層的上部表面平坦。這種平滑裝置可以被固定或者具有沿至少z方向可調(diào)整的位置。

進一步地，為了使用需要例如通過紫外線活性固化的粘結(jié)劑，打印頭15可以包括固化單元，例如紫外線燈。這種固化單元可以設置在所述粘結(jié)單元的任一側(cè)上，從而所述固化單元起作用以將已經(jīng)通過所述粘結(jié)單元分配的粘結(jié)劑或者上層的粘結(jié)劑固化到在當前打印過程中粘結(jié)劑正被分配到其上的層。

現(xiàn)在描述圖1的實施方式的操作。在圖1中，平臺13的上部表面已經(jīng)在工作臺11的表面下方回縮一個短的距離，以提供粉末層可以被分配于其上的造型區(qū)域，其中在圖1的實施方式中，平臺13是平坦的并且平行于x-y平面。

根據(jù)圖1所示的構(gòu)型，打印頭15沿x方向橫過井12以將粉末層沉積到所述井中在平臺13的表面上。另外，當所述打印頭通過時，粘結(jié)劑分配器15b將粘結(jié)劑選擇性地沉積到已沉積的層的部分上以將該層的部分選擇性地粘結(jié)在一起。在圖1的構(gòu)型中，粉末和粘結(jié)劑在同一路徑中同時被分配，所述粉末被分配到與粘結(jié)劑分配器能夠分配粘結(jié)劑的位置相比沿x方向相對前面的位置，盡管其他打印圖案也是可能的。特別地，如果在粘結(jié)劑沉積前需要時間使粉末沉淀，那么所述粉末能夠在沿x方向第一次通過時沉積，并且所述粘結(jié)劑能夠在沿x方向第二次通過時沉積。

在當前實施方式中，被沉積在平臺13上的第一層粉末不形成將被制造的物品的一部分。在所述實施方式中，第一層粉末2形成支撐層，下面將對其進行解釋。為了形成在圖2中示出的這個支撐層，粘結(jié)劑被沉積以覆蓋基本上全部第一層2。層2的這個厚度可以被調(diào)整成使得層2的整個深度使用從粘結(jié)劑分配器15b沉積的粘結(jié)劑變?yōu)楸徽辰Y(jié)。

一旦層2已經(jīng)被沉積和粘結(jié)，平臺13進一步降低，如圖3所示，另一層3沉積在支撐層2的頂部上，這個層3被稱作分隔層。沒有或幾乎沒有粘結(jié)劑沉積到這個層中，其用來分隔或間隔支撐層2與被沉積在層3上方的層的進一步粘結(jié)部分。

平臺13再次進一步降低，并且實現(xiàn)圖4所示的構(gòu)型。圖4中的構(gòu)型與圖4所示的構(gòu)型基本相同，不同點是第一層直接沉積在平臺13上，將要沉積的下一層將沉積在分隔層3上，而分隔層3本身支撐在支撐層2上方。

從圖4所示的位置，通過使用粉末分配器15a沉積接續(xù)層的粉末，并通過使用粘結(jié)劑分配器15b選擇性地粘結(jié)那些被分配的粉末層的部分，就可實現(xiàn)希望的物品的制造。例如，在打印頭15的兩次另外的通過后，示出圖5所示的構(gòu)型，其中物品層4a和4b已經(jīng)被接續(xù)地沉積并且選擇性地粘結(jié)在一起以形成物品6，在圖5的構(gòu)型中，物品6是不完整的，只是通過物品層4a、4b的部分形成，所述部分已經(jīng)在所述層內(nèi)和所述層之間通過適當選擇的粘結(jié)劑在每個層上的沉積而粘結(jié)在一起。

如圖6所示，在另外的層4c、4d和4e接續(xù)地沉積并且選擇性地粘結(jié)在一起后，在井12內(nèi)形成完整的物品6，然后物品6可以從井12移除。依據(jù)所使用的粘結(jié)劑和意圖的應用，物品6可以充分堅固以用作終端產(chǎn)品。在另外的構(gòu)型中，物品6可以經(jīng)歷進一步處理，例如焙燒或燒結(jié)，以增加物品的強度。物品6在這里視作具有中心孔口的矩形板，可以用作例如墊圈或隔件，但能夠是任何希望的形狀或形式。所述設備可以例如配置成接收限定任意物品的物品數(shù)據(jù)，物品的尺寸只由井12的深度和橫截面面積限制，并且操作打印頭15和平臺13以沉積和選擇性地粘結(jié)粉末層以形成希望的物品。所述物品數(shù)據(jù)可以設置為限定粘結(jié)劑在每個接續(xù)層上的沉積位置的一系列像素圖像或矢量坐標，或者可以設置為只限定希望的物品的3d形狀的3d物品數(shù)據(jù)。

通過在物品層4a、4b、4c、4d和4e下面設置支撐層2，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)物品6的尺寸和形狀精度與不形成支撐層2的打印方法相比得到了提高，并且只有沒有粘結(jié)的粉末層設置在物品和基板之間。如果不希望被任何特定的理論約束，人們相信打印位于至少物品下面的第一支撐層穩(wěn)定了所述粉末床，從而更多的粘結(jié)劑的增加具有在粉末床整體上較少的破壞性效應。

然而，用圖1至6描繪的實施方式獲得的優(yōu)點也可以在圖7所示的另一構(gòu)型中實現(xiàn)，其中沒有粘結(jié)的粉末的另一分隔層設置在平臺13和支撐層2之間。這個構(gòu)型可以通過在打印頭15的第一次通過時沉積分離層1，并且在打印頭15的第二次通過時沉積支撐層2實現(xiàn)，或者簡單地通過在單單一次通過時沉積充分大的初始層實現(xiàn)，從而被沉積的粘結(jié)劑不一直滲透通過接觸平臺13的第一層。分離層1的設置在某些情形中可以允許支撐層2在打印完成后從平臺13更容易釋放。

雖然與上述實施方式相關(guān)聯(lián)，已經(jīng)描述了提供粘結(jié)劑以基本上覆蓋支撐層2，從而整個支撐層2被粘結(jié)在一起，但這對本發(fā)明的執(zhí)行不是必要的。本發(fā)明的優(yōu)點還能夠在某種程度上通過在一個區(qū)域中設置支撐層但不延伸跨過井12的橫截面x-y范圍的全部來實現(xiàn)，其中在該區(qū)域上接續(xù)層要粘結(jié)在一起以形成物品。例如，如圖8所示，支撐層2具有被未粘結(jié)部分2b圍繞的中央粘結(jié)區(qū)域2a，未粘結(jié)部分2b位于粘結(jié)區(qū)域2a和所述井的邊緣之間。這些未粘結(jié)部分在所述層的所有側(cè)上可以完全圍繞粘結(jié)區(qū)域2a，或者可以只設置在一側(cè)或多側(cè)上。

雖然圖8顯示所述粘結(jié)區(qū)域延伸超過在組成物品6的物品層4a、4b、4c的粘結(jié)部分正下面的那些位置，但如圖9所示，圖2a的粘結(jié)部分可以只設置在被粘結(jié)在一起的接續(xù)物品層4a、4b和4c的那些部分正下面。特別是在下述情形中本技術(shù)使所使用的墨水和粉末的量達到最?。杭?，當在投影到x-y平面中的平面圖觀察時，正在打印的物品具有比井12的x-y范圍小得多的范圍。

這一概念參照圖10來例示，其中不規(guī)則形狀的物品6打印在形成于下層上的支撐區(qū)域2a上，下層本身被將在支撐層內(nèi)的沒有粘結(jié)的粉末圍繞。圖10是簡單的構(gòu)型，其中支撐層是矩形的，但為了進一步節(jié)省材料，可以允許使用準確地遵循物品6投影到x-y平面中的平面圖的輪廓的多邊形形狀，從而基本上只有層2的在物品下面的部分被粘結(jié)在一起，如圖11所示。

在某些構(gòu)型中，為了進一步節(jié)省材料，可以允許設置如圖12所示的呈網(wǎng)格、柵網(wǎng)或孔板形式的支撐層2的粘結(jié)區(qū)域2a。例如，如圖12所示，粘結(jié)區(qū)域2a不完全連續(xù)，而是包括孔口2c，孔口2c可以規(guī)則地或不規(guī)則地間隔開，并且選定規(guī)則或不規(guī)則的尺寸。通過直接的實驗可調(diào)節(jié)孔口2c的尺寸以獲得對于被打印在粘結(jié)區(qū)域2a上的部分的適當支撐水平。在一些構(gòu)型中，所述孔口可以總計限定粘結(jié)區(qū)域的面積的至多1％，至多5％，至多10％或者至多20％，并且獨立地孔口可以具有的最大尺寸是在與該尺寸相關(guān)的方向上粘結(jié)區(qū)域的范圍的至多1％、至多2％、至多5％或至多10％。

在某些構(gòu)型中，制造設備可以配置成使得在接收描述將被制造物品的物品描述數(shù)據(jù)(例如一系列像素圖像顯示在接續(xù)層上的哪個位置處應當沉積粘結(jié)劑)時，在根據(jù)物品描述數(shù)據(jù)沉積多個層之前，所述設備根據(jù)預定參數(shù)提供支撐層2?？商鎿Q地，所述制造設備可以包括數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置能夠操作為處理物品描述數(shù)據(jù)，以得到物品在x-y平面上的投影，然后根據(jù)如上描述的物品的x-y范圍確定支撐層的粘結(jié)區(qū)域的適當?shù)男螤詈臀恢谩?/p>

然而，還意識到，通過在供給到3d打印設備之前對物品描述數(shù)據(jù)應用適當?shù)臄?shù)據(jù)處理，所公開的方法也可以提供給傳統(tǒng)的3d打印裝置。特別地，作為當前公開的實施方式的數(shù)據(jù)處理方法，可以包括如圖13所示的工序。

在圖13的工序s1中，獲取表示將被制造物品的物品描述數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以是3d計算機輔助設計(cad)輸出文件，或者可以是表示作為沿穿過所述物品的給定軸線的一系列柵格片的物品的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可以是像素或語音數(shù)據(jù)，或者另一種形式的物品描述數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可以是從設計工具輸出的種類或者適合作為打印數(shù)據(jù)輸入到3d打印設備的種類。

在該實施方式的工序s2中，確定在給定平面中物品的范圍。例如，如果物品將被打印為一系列堆疊層，每層具有在垂直于堆疊方向的x-y平面中的范圍，那么物品在該平面中的最大范圍可以被建立。這能夠通過將物品投影到x-y平面上并且識別投影的邊界實現(xiàn)，以便得到精確地匹配所述物品的投影的支撐區(qū)域，或者通過確定所述物品的每個切片沿著例如x和y方向中的每個方向的最大和最小坐標，目的是確定當然位于所述物品的所有部分下面的矩形支撐區(qū)域，但所述矩形支撐區(qū)域可能延伸超過所述物品的投影的邊界。這些種種情況例如分別對應上述的圖10和圖11。對于支撐區(qū)域覆蓋整個x-y平面的實施方式，所述支撐區(qū)域的范圍則將由意圖打印設備的造型井12的x-y平面中的橫截面范圍確定，而造型井12的x-y平面中的橫截面范圍可能對應一系列標準尺寸中的一個，其可以設置為可由使用者定義的參數(shù)或者可以通過與連接的制造設備建立同步交換和/或談判來確定。

在該實施方式的工序s3中，一旦確定了支撐層的x-y范圍，生成表示這種物品的數(shù)據(jù)，例如通過生成對應于布置的x-y平面所限定的范圍的板的數(shù)據(jù)，并且具有對應于支撐層的意圖厚度的厚度。

在該實施方式的工序s4中，對應于支撐層的數(shù)據(jù)與表示所述物品的數(shù)據(jù)被組合以生成輸出數(shù)據(jù)，當所述輸出數(shù)據(jù)供給到3d打印設備時，將首先打印適當幾何形狀的支撐層，隨后打印被布置在該支撐層上方的意圖物品。例如，當所述輸入數(shù)據(jù)是一系列表示穿過物品的切片的柵格層時，一個或多個表示沒有粘結(jié)的分隔層的額外的切片和然后包含定義支撐區(qū)域的數(shù)據(jù)的一個或多個層可以附加到層序列，從而在打印物品之前，打印一個支撐層或多個支撐層。例如，如果物品按照從物品的底部到物品的頂部的順序由層n＝1至n＝20定義，對應于物品數(shù)據(jù)的層可以重新編號為3至22，并且新的層1和2可以相應地分別附加到支撐層和分隔層?？商鎿Q地，如果物品由例如cad文件的結(jié)構(gòu)定義文件來定義，那么表示支撐層的數(shù)據(jù)的附加方式可以是在cad文件中定義呈布置在物品下面以起支撐層作用的板形式的另一物品。

在該實施方式的工序s5中，組合數(shù)據(jù)可以以適當?shù)母袷捷敵?。重要的是需要注意，在該方法的實施方式中，輸入?shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的格式可以不同。例如，所述輸入數(shù)據(jù)可以是cad文件，而輸出數(shù)據(jù)可以是一系列柵格層，用于輸入到3d打印設備，適當?shù)臇鸥窕襟E可以提供在獲取cad數(shù)據(jù)之后但在附加支撐件數(shù)據(jù)之前，或者替換地，在支撐件數(shù)據(jù)和物品數(shù)據(jù)組合之后。數(shù)據(jù)格式和表示法之間的這種變換可以在公開的工序s1至s5中的任一工序中或者在中間處理步驟中實施，但不限于此。

所述數(shù)據(jù)處理方法可以體現(xiàn)在包含程序指令的數(shù)據(jù)載體中，所述程序指令適于引起例如通用計算機或者工業(yè)控制器的數(shù)據(jù)處理設備執(zhí)行所公開的數(shù)據(jù)處理方法。

圖14顯示被實施為一系列模塊的示例性數(shù)據(jù)處理設備20的框圖，其中所述系列模塊對于流過所述模塊的數(shù)據(jù)接續(xù)操作。所述數(shù)據(jù)處理設備被配置成執(zhí)行所述公開的數(shù)據(jù)處理方法。數(shù)據(jù)處理設備20可以實施為離散電子模塊，或者實施為在通用計算機或工業(yè)控制器上運行的軟件模塊或者由任意其它合適的裝置來實施。數(shù)據(jù)處理設備20的方面(包括單個模塊或者模塊的部分)可以被實施在通過短的或長范圍的網(wǎng)絡連接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的不同元件上，包括被實施在遠程服務器或移動終端上，但不限于此。

所述輸入物品數(shù)據(jù)可以通過實施工序s1的數(shù)據(jù)獲取單元21以一種適當?shù)母袷綇拇鎯ζ鱠1或者從通信網(wǎng)絡l1取回。通過數(shù)據(jù)獲取單元21取回的數(shù)據(jù)可以傳送到實施工序s2的xy范圍確定單元22。限定支撐層的x-y范圍的數(shù)據(jù)可以傳送到實施工序s3的支撐件數(shù)據(jù)生成單元23。限定支撐層的數(shù)據(jù)可以傳送到實施工序s4的組合數(shù)據(jù)集合單元24，考慮到通過數(shù)據(jù)獲取單元取回的數(shù)據(jù)。然后，組合的數(shù)據(jù)可以使用實施工序s5的數(shù)據(jù)輸出單元25輸出，數(shù)據(jù)輸出單元25可以以一種適當?shù)母袷捷敵鏊鰯?shù)據(jù)到存儲器d2或者到通信網(wǎng)絡l2。存儲器d2可以等同于存儲器d1，并且通信網(wǎng)絡l2可以等同于通信網(wǎng)絡l1，或者各元件可以分別不同。

以上內(nèi)容適用于多種粉末床和噴墨頭3d制造技術(shù)，包括使用陶瓷、聚合體和金屬粉末構(gòu)造材料，和反應性的、uv固化的、接觸固化的或其它粘結(jié)類別。一個特殊的實施方式使用金屬粉末和聚合物粘結(jié)劑。在這個實施方式中，在所述物品從所述打印設備移除后，燒結(jié)工序可以應用于金屬粉末。

在一些實施方式中，所述支撐層可以用與物品層的打印相比不同的打印速度或打印分辨率進行打印。在一些構(gòu)型中，所述設備被配置成用與所述物品層相比不同的打印速度或打印分辨率打印所述支撐層，而在其它構(gòu)型中，執(zhí)行它的指令可以被包括在被供給到打印設備的打印數(shù)據(jù)中。

上面的公開內(nèi)容關(guān)于近似相等厚度的層已經(jīng)進行了舉例說明，雖然在一些構(gòu)型中，所述支撐層和/或分隔層可以相對于物品層具有不同的厚度，并且在支撐層的情形中可以更厚或更薄；在分隔層的情形中，也可以比所述物品層并且比所述分隔層更厚或更薄，如希望地得到特殊程度的粉末床的特殊穩(wěn)定度或者關(guān)于包括粘結(jié)劑和粉末的打印材料的用途的特殊要求。

在一些實施方式中，所述打印頭可以配置成對用于物品層的支撐層分配不同的粘結(jié)劑和/或不同的粉末。例如，在物品被移除后，所述支撐層可以使用可溶解的粘結(jié)劑形成，其余材料可以使用適當?shù)娜軇┣逑?，并且所述支撐層的?gòu)造材料至少可以循環(huán)利用。

在某些構(gòu)型中，與用于形成物品層的打印頭相比，單獨的打印頭可以被用于形成支撐層。

雖然上述公開已經(jīng)公開了打印頭在至少第一方向上在限定打印區(qū)域的井上方往復運動，上述公開還適用于以下應用：其中打印頭從構(gòu)造區(qū)域的中心軸線徑向布置并且掃過一個圍繞構(gòu)造區(qū)域的軸線的圓形路徑以沉積粉末和/或粘結(jié)劑到圓形構(gòu)造區(qū)域中。在這種構(gòu)型中，打印頭的往復運動可以不設置，相反地，所述打印頭可以在一個圓形的意義上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)或者其它。

上述公開被認為只是示例性的，預期本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無需付出過度勞動，就能夠?qū)嵤┥鲜龉_為了滿足特殊的工程要求而做的這種修改、替代、替換或變型。